[发明专利]生成用于控制电机的d轴参考电流的装置和方法

说明书

提供一种闭环磁通减弱方法和装置。闭环磁通减弱装置可以包括：求差电路，所述求差电路获得q轴参考电压与q轴电压之间的差；控制器，所述控制器将q轴参考电压与q轴电压之间的差转换成电机的定子的d轴电流；以及求和电路，所述求和电路通过将电机的定子的d轴电流与电机的定子的前馈d轴电流相加来获得d轴参考电流。

相关申请的交叉参考

本申请要求于2016年10月25日提交的美国专利申请No.15/333,249 的优先权，通过参考将其全部内容并入在本文中。

技术领域

本公开总体上涉及一种闭环磁通减弱方法和装置，并且更具体地涉及一种为永磁同步电机提供节省能量的闭环磁通减弱方法和装置。

背景技术

永磁同步电机(PMSM)在诸如洗衣机、电动车辆、冰箱和空气压缩机的各种设备中使用。很多这些应用要求PMSM超出额定速度运行了延长的时间段，额定速度是电机在没有磁通减弱的情况下受电压限制的最大速度。超出额定速度的运行要求电机在低效磁通减弱区或磁场减弱区中运行。

已经提出多种解决方案来控制磁通减弱区中的电机。图1示出 PMSM的控制电路的方框图。参考图1，d轴参考电流I_dref100 被输入到作为用于控制电机110的运行的电路的部分的第一求差电路105。可以以各种方法来确定d轴参考电流I_dref 。例如，可以使用查找表(LUT) 来确定d轴参考电流I_dref ，查找表为各种电机速度提供d轴参考电流I_dref 。但是，为了生成LUT，这种方法需要以不同的速度运行电机，以确定d轴参考电流I_dref 。此外，对于要控制的每种不同类型的电机，需要不同的LUT。

作为LUT的替代物，可以使用开环方程来确定d轴参考电流T_dref，如R.Krishnan，PMSM Flux Weakening Operation，Permanent Magnet Synchronous and Brushless DCMotor Drives，CRC 2010(PMSM磁通减弱操作，永磁同步和无刷直流电机驱动，CRC 2010)所述(http：// www.eecs.ucf.edu/～thomwu/course/eel6208/notes/27％20PMSM％20Flux％20Weakening％20Operation.pdf)，通过参考将其并入到本文中。但是在开环方法中，不存在所计算的d轴参考电流I_dref是否是准确的指示。

作为另一个替代方案，可以使用闭环系统来确定d轴参考电流 I_dref。在不需要任何前馈输入来计算d轴参考电流I_dref的情况下，很多这样的闭环系统使用电机的最大电压但是，这种方法要求显著地努力以基于电机变化来调整控制器。因此，需要一种改进控制电路，在不需要要求显著手动调整的情况下，需要准确地确定d轴参考电流 I_dref。此外，LUT、开环方程和不使用前馈输入来计算d轴参考电流I_dref的闭环系统具有受限的效率，因此需要更有效的控制电路。

发明内容

根据一个或多个示例性实施例的方案，提供一种生成用于控制电机的参考电流的装置。该装置可以包括：求差电路，该求差电路获得q 轴参考电压与q轴电压之间的差；控制器，该控制器将q轴参考电压与q 轴电压之间的差转换成电机的定子的d轴电流；以及求和电路，该求和电路通过将电机的定子的渐进d轴电流与电机的定子的前馈d轴电流相加来获得d轴参考电流。

可以基于以下公式来确定q轴参考电压V_qref：其中是能够施加到电机的最大电压的平方，并且其中是电机的 d轴电压的平方。

可以基于以下公式来确定电机的定子的前馈d轴电流I_{ds_feedfw}：